在工业化海参养殖工艺中，温度调控是一项关键技术。目前养殖用水温度控制多采用锅炉对海水进行加热，同时抽取地下水作为冷源，该方式经济性差且不利于节能环保。热泵技术作为一种新兴的冷热源形式，具有高效节能、经济环保等优点。目前，热泵技术应用于建筑暖通系统中已不少见，同样，将热泵用于海参育苗用水的加热和冷却，可充分发挥其运行费用低、节能环保的优势，有效解决工业化养殖温控环节面临的问题。海参人工育苗过程对于温度的要求十分严格，将温度稳定在适宜幼体生长的范围内可有效提高成活率，而传统育苗过程对于温度的控制手段较为粗糙，无法满足幼苗对于水温的要求。本文首先以北方地区冬季海参育苗为例，根据该地区气候及地质特点，设计了海水养殖热泵系统，采用海水源热泵承担换水热负荷，并在育苗池内布置毛细管加热器，对育苗池水进行加热，以维持育苗池内水温恒定。此外，采用热泵回收废排水中的热能，作为毛细管加热器的热源，以达到减少浪费的目的。在此基础上，对设计的毛细管加热器进行实验研究，分析测试了加热器设计工况下的换热能力、传热系数以及池内水温分布。实验表明，毛细管加热器能够满足育苗池的设计热负荷。进一步地，采用CFD方法，模拟分析了毛细管敷设方式对池水温度分布均匀性及稳定性的影响。通过对比实验结果与理论计算值，分析了毛细管加热器在海参育苗恒温系统中的适用性，为应用于实际生产提供参考。最后，从经济性和环保性两方面对养殖用热泵系统及传统锅炉系统进行对比分析。分别比较几种方案的初投资和运行费用、静态投资回收期以及费用年值，并通过气体排放物的排放量与排污费用等参数评价其环保效益。